Ветровые нагоны

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления »

УЛАН-БАТОРСКИЙ ФИЛИАЛ

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

На тему: «Ветровой нагон»

 

 

 

Выполнил:

 

Проверил: 

 

 

 

 

Улан-Батор 2015 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1

1. Общие сведения о наводнениях
2. Нагонные наводнения
3. Ветровой нагон. Определение
4. Условия возникновения ветрового нагона

Глава 2

2.1  Классификация

2.2 Причины

Глава 3

3.1  Опасность. Обеспечение  безопасности от ветрового нагона

Заключение

Список использованных источников

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

   

    Человек давних пор селился у воды. Это было удобно и жизненно необходимо. Реки и озера давали пищу, снабжали водой, приводили человека к морям. Веками длилась дружба человека с рекой и морем. Но иногда происходили наводнения, которые затапливали большие участки территории, приводили к жертвам.  
На территории России наводнения постоянно грозят почти 750 городам и нескольким тысячам других населенных пунктов. В исключительно многоводные годы (например, в 1926 и 1966 гг.) площадь затоплений составила до 150 тыс.км2, а в средние по затопляемости годы - до 60 тыс. км2 Для большинства городов России периодичность наводнений может составлять от 5 до 20 лет.  

     Общеизвестно, что состояние и развитие как биосферы, так и человеческого общества находится в прямой зависимости от состояния водных ресурсов. В последние десятилетия все большее число специалистов и политических деятелей среди проблем, стоящих перед человечеством, под номером 1 называют проблему воды. Водные проблемы возникают в четырех случаях: когда воды нет или ее недостаточно, когда качество воды не отвечает социальным, экологическим и хозяйственным требованиям, когда режим водных объектов не соответствует оптимальному функционированию экосистем, а режим ее подачи потребителям не отвечает социальным и экономическим требованиям населения и, наконец, когда от избытка воды обжитые территории страдают от наводнений.

     В глобальном аспекте первые три проблемы явились порождением уходящего века, а четвертая сопутствует человеческому обществу с древнейших времен. И как это ни парадоксально, на протяжении многих веков человечество, предпринимающее неимоверные усилия для защиты от наводнений, никак не может преуспеть в этом мероприятии. Наоборот, с каждым веком ущерб от наводнений продолжает расти. Особенно сильно, примерно в 10 раз, он возрос за вторую половину ушедшего века. По нашим расчетам, площадь паводкоопасных территорий составляет на Земном шаре примерно 3 млн. кв. км, на которых проживает около 1 миллиарда человек. Ежегодные убытки от наводнений в отдельные годы превышают 200 миллиардов долларов. Гибнут десятки и более тысяч людей.

    О наводнениях написано много статей и сотни книг. Но, к сожалению, в большинстве из них дается простая констатация о происшедших наводнениях, причиненном ими ущербе, или же рассматриваются отдельные аспекты этого феномена, такие как прогноз наводнений, причины, вызывающие наводнения, инженерные методы защиты от них. В последние десятилетия, особенно в США и в первую очередь усилиями Джильберта Уайта начали рассматривать возможности внедрения не инженерных методов для уменьшения бедствий, причиняемых наводнениями.

Цель данной работы изучить понятие наводнение и изучить меры по защите от них. 

    Были поставлены задачи для решения данной цели:  
- Изучить понятие и классификации наводнений;  
- Выявить причины их возникновения;  
- Изучить меры по предотвращению наводнений. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О НАВОДНЕНИЯХ

    В наши дни реки приобрели значение и как источник энергии, орошения, промышленного водоснабжения, приемник сточных вод, а также как место массового отдыха, туризма и спорта.

    Все крупные города страны расположены вблизи больших и средних рек, а также на морском побережье. На севере Европейской части страны нет ни одного населенного пункта (города, деревни) вне рек и озер. Так, в зоне затопления Братского водохранилища на р. Ангаре плотность населения была в шесть раз больше, чем в среднем по Иркутской области, а в зоне затопления Токтогульского водохранилища на р. Нарын — в двадцать раз больше, чем в Токтогульском районе. Если на географическую карту страны нанести только одни города, то она довольно верно отобразит ее гидрографическую сеть.

    Причины наводнений многообразны, и каждой причине или группе причин соответствует свой вид наводнения. Ниже укажем четыре группы видов наводнений:

1  Наводнения, связанные с прохождением очень большого для данной реки расхода воды. Такие наводнения случаются в период весеннего снеготаяния, при выпадении обильных ливневых и дождевых осадков, в случае крушения плотин и при прорывах завальных озер.

2     Наводнения, вызванные в основном большим сопротивлением, которое водный поток встречает в реке. Это обычно происходит в начале и в конце зимы при зажорах и заторах льда.

3 Наводнения, обусловленные как прохождением больших расходов воды, так и значительным сопротивлением водному потоку. К нт1 относятся селевые потоки на горных реках и водно-снеговые потоки в балках, оврагах и ложбинах.

4 Наводнения, создаваемые ветровыми нагонами воды на крупных озерах и водохранилищах, а также в морских устьях рек.

    В пределах Советского Союза преобладают наводнения первой группы (около 80 % всех случаев). Они встречаются на равнинных и горных реках, в северных и южных районах и т. д. Остальные виды наводнений имеют локальное распространение.

 

 

 

 НАГОННЫЕ НАВОДНЕНИЯ

    Устьевые области крупных рек, впадающих в моря, являются наиболее плотно населенными районами земного шара. Обилие соленой воды, плодородие почвы, богатство рыбных ресурсов. Наличие речных и морских путей — все это издавна привлекало сюда человека. Поэтому устьевые области рек всегда были центрами цивилизации. Из 200 столиц мира около половины находится в морских устьях рек. Семнадцать из двадцати трех родов-мультимиллионеров (т. е. с численностью населения свыше 5 млн. человек) расположены в устьях рек. Короче говоря, здесь, в устьях рек, сосредоточивается сгусток человеческой жизни. В первую очередь это относится к южным районам. Менее благоприятны природные условия в устьях рек в умеренной зоне и совсем неблагоприятны в полярных районах. Тем не менее и здесь повсеместно в устьях крупных рек расположены города, развито судоходство и интенсивно рыбное хозяйство.

    Приходится считаться с тем, что устьевые области многих крупных рек гораздо чаще, чем другие прибрежные районы, оказываются во власти грозных стихийных сил природы — нагонных наводнений.

    Нагон воды представляет собой подъем уровня, вызванный воздействием ветра на водную поверхность. Нагоны, приводящие к наводнениям, случаются время от времени в морских устьях крупных рек, а также на берегах больших озер и водохранилищ.

    Нагон воды — понятие емкое, и его можно трактовать в узком и в широком смысле слова. В узком смысле слова, нагон воды возникает на наветренном берегу водоема (озера, водохранилища, моря) за счет касательного напряжения на плоскости раздела вода — воздух. Вовлекаемые ветром в движение в сторону наветренного берега поверхностные слои воды испытывают лишь сопротивление нижних слоев воды. С образованием уклона водной поверхности под действием силы тяжести нижние слои начинают двигаться в противоположном направлении, уже испытывая гораздо большее сопротивление шероховатости дна. Из-за неравенства расходов воды, движущейся в противоположных направлениях, возникают подъем уровня у наветренного берега водоема и спад у подветренного.

    Сильные ветры характерны для глубоких циклонов — своего рода гигантских атмосферных вихрей с пониженным давлением в центре. Ветровые потоки в циклоне направлены против часовой стрелки и к его центру. Обычно в южной части циклона находится сектор с относительно теплым воздухом. Линия раздела между холодным и теплым воздухом в циклоне называется атмосферным фронтом или просто фронтом.                   Ветер в циклоне достигает наибольшей силы в полосе фронта. Обычно циклон перемещается со скоростью 30—50 км/ч. В силу отмеченных особенностей проходящий над водоемом циклон создает не только нагон и сгон, но также длинную волну и сейшу. Под длинной волной понимается волна, длина которой в сотни и тысячи раз превышает глубину водоема. Сейша—колебательное движение водных масс около одного или нескольких центров; оно возникает из-за разности атмосферного давления в противоположных частях водоема или как остаточное явление после прекращения действия вынуждающих сил — нагона и сгона, длинной волны. Так что нагоны воды в широком понимании слова — это и нагон — сгон, и длинная волна, и сейша.

    Общим для морских устьев рек является то. что нагон может совпасть с приливом или отливом; соответственно он будет либо несколько большим, либо несколько меньшим. В течение суток наблюдается два прилива и два отлива. В продолжение же лунного месяца высота полусуточного прилива зависит от взаимного положения ближайших небесных тел. Прилив бывает самым большим, когда Солнце, Земля и Луна находятся на одной прямой линии. Такой прилив называется сизигийным.

    Еще одна общая закономерность для морских устьев рек состоит в том, что нагонная волна распространяется вверх по реке на тем большее расстояние, чем меньше уклон водной поверхности и больше глубина реки. А так как крупные реки в своих устьевых областях как раз и обладают малыми уклонами и значительными глубинами, то нагонная волна на таких реках иногда распространяется на многие сотни и даже тысячу километров. На малых реках дальность распространения нагонной волны исчисляется десятками километров. Отнюдь не обязательно, чтобы самый большой подъем уровня отмечался в устье реки. До некоторого пункта на реке величина подъема может нарастать, затем начать уменьшаться.

    Нагоны создаются сильными и продолжительными (не менее 5-6 часов) северными и северо-западными ветрами. Самые благоприятные условия возникают тогда, когда предыдущий циклон нагнал воду из Баренцева моря в Белое, а следующий циклон создал нагон в самом Белом море. Большей частью значительные нагоны приходятся на осень.

 

 

 

 

ВЕТРОВОЙ НАГОН. ОПРЕДЕЛЕНИЕ

    Ветровой нагон – это вертикальный подъем уровня воды на подветренной стороне водоема, вызванный воздействием ветра на водную поверхность, в результате чего вода перемещается в направлении ветра и затапливает часть берега.

   Нагон— повышение уровня воды, вызванное воздействием ветра.

    Следствием сильных циклонов, и особенно тропических циклонов, является сильный ветер, перемещающий большие массы воды на большой площади. Разгоняющаяся масса воды волнами обрушивается на берег. Угрозу для приморских районов, лежащих на пути движения циклонов, представляют нагонные наводнения. Причина их возникновения заключается в образовании длинной волны в центре действия циклона при его прохождении над морем. При подходе к побережью в районе шельфовой зоны высота волны резко возрастает. Её существенному увеличению способствуют сужения в заливах и эстуариях. Особую опасность нагонные наводнения представляют на побережьях с пологими невысокими берегами (как, например, в Санкт-Петербурге) или же там, где 25% территории находится ниже уровня моря (как, например, в Нидерландах). Нагонные наводнения обычно вызываются сильными штормами, ливнями и ураганным ветром. По своим последствиям они могут быть особенно тяжелы, если по времени совпадут с приливом.

    Если бы ветер был не нагонным, а сгонным, т. е. если бы он обладал слагающей, направленной слева направо (смотря с берега на море), то все построения сохранили бы силу, но только вместо нормальной слагающей поверхностного течения, направленной к берегу, появилась бы нормальная слагающая, направленная от берега в море и вызванная своего рода присасывающим действием ветра.

 

 

 

 

 

 

УСЛОВИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ВЕТРОВЫХ НАВОДНЕНИЙ 

1  Сильные ветры при прохождении циклонов вызывают усиленное волнообразное движение морских вод в сторону наветренного берега. У побережья происходит подъём уровня воды.  
2    В центре циклона образуется длинная волна, её длина во много раз превышает глубину акватории, где она движется.  
3  Сейши - свободные колебания воды без её перемещения вдоль поверхности около одного или нескольких центров, происходящие по инерции после ослабления ветра.  
4   Пологий, низкий морской берег.

    Таким образом морские нагоны чаще всего являются следствием совместного действия всех четырех факторов (Финский залив Ленинграда, Нидерланды). Барическое поднятие уровня моря достигает 1м, редко 2,5 м; длинные волны, обусловленные собственно нагоном, могут достигать 8 - 12 м; короткие ветровые волны - до 2,5 м.

    Согласно историческим наблюдениям уровень моря может подняться на 4 - 5 м на Охотском побережье, на 6 - 8 на атлантическом берегу США, на 8 - 10 м - Япония, Филиппины, Гавайи, на 11 - 12 м - в дельте Ганга, Бангладеш, на 12 - 13 м - в Австралии. Гребни волн могут подниматься на 4 - 5 м над штилевым морем. Передняя волна нагона идёт стеной высотой в несколько метров, опережая ветер на время до получаса. Максимальный уровень нагона держится 10 - 20 мин, затем до 10 ч сохраняется более низкий уровень.  
    В устьях рек со слабым уклоном нагонные волны уходят далеко вверх и подпруживают реку в нижнем течении, вызывая подъём воды и затопление. На Амазонке нагонная волна от прилива проходит 1400 км, и высота её иногда достигает 3 м. При совпадении прихода циклона с приливом нагон сильнее.